Kontekst ewolucyjny jako wyjaśnienie nazewnictwa genów na przykładzie kostnoszkieletowych

Naukowcy z Laboratorium Neurodegeneracji opublikowali artykuł w BioEssays. Opisano w nim nowe narzędzie ex silico do definiowania i nazywania zduplikowanych genów kręgowców, które oparto na podejściu ewolucyjnym i syntenii genów.

Mimo, iż do tej pory na świecie odkryto, opisano oraz nazwano wiele gatunków roślin i zwierząt, proces ten jednak trwa do dzisiaj. XXI wiek przyniósł nowe wyzwanie - sekwencjonowanie genomu człowieka i innych organizmów, co spowodowało potrzebę nazewnictwa odkrytych genów.

Nomenklatura genów opiera się na różnych zasadach m.in. na precedensie historycznym, kolejności genów w genomie ludzkim, czy związku z fenotypami mutantów u zwierząt modelowych, takich jak C. elegans, Drosophila, czy też mysz. W toku ewolucji wzrastała złożoność organizmów m.in. w procesie obejmującym duplikacje całych genomów. W porównaniu do ssaków, u ryb kostnoszkieletowych, takich jak danio pręgowany, doszło do jeszcze jednej rundy duplikacji genomu, co skomplikowało wysiłki naukowców porządkujących nazwy genów u różnych gatunków ryb. Przynajmniej kilkaset zduplikowanych genów danio pręgowanego posiada błędnie przypisane nazwy. Istotna jest zatem ich korekta, ponieważ ryba danio stanowi organizm modelowy do nazywania genów wszystkich innych ryb kostnoszkieletowych, a tego typu nieprawidłowości prowadzą w konsekwencji do tworzenia błędnego nazewnictwa genów tych gatunków. Takie błędy mogą następnie komplikować próby zrozumienia funkcji poszczególnych genów i śledzenia ich zależności ewolucyjnych. W celu skorygowania błędów, opracowaliśmy narzędzie ex silico oparte na podejściu ewolucyjnym i syntenii genów, które dalej wykorzystaliśmy do definiowania i nazywania zduplikowanych genów kręgowców.

Przy pomocy tego oprogramowania porównaliśmy kolejność genów na chromosomach danio pręgowanego z wolno ewoluującym genomem niszczuki plamistej. Gatunek ten reprezentuje stan przed duplikacją całego genomu danio pręgowanego. Zastosowanie tej metody umożliwia identyfikację błędnie nazwanych genów u innych gatunków ryb kostnoszkieletowych i daje lepsze, bardziej usystematyzowane spojrzenie na ewolucję genów tych organizmów.


Gasanov E, Jędrychowska J, Kuźnicki J, Korzh V.
Evolutionary context can clarify genenames: Teleosts as a case study. BioEssays, 2021; e2000258

Link do publikacji: Evolutionary context can clarify gene names: Teleosts as a case study.

grafika z logo BioEssays i tekstem: Kontekst ewolucyjny jako wyjaśnienie nazewnictwa genów na przykładzie kostnoszkieletowych